CN108011679A - 一种信道模拟的仿真配置方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信道模拟的仿真配置方法及系统，当确定存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，加载并运行已存储仿真文件，将已存储仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；当没有存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，利用已存储的信道模型文件或是新创建的信道模型文件，创建与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟。本发明是通过加载仿真文件进行信道模拟仿真，而仿真文件是可以回放和重复使用的，因此当需要进行相同测试条件和信道条件的重复实验时，本发明可以复现相同的测试条件和信道条件。

Description

一种信道模拟的仿真配置方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的说，涉及一种信道模拟的仿真配置方法及系统。

背景技术

近年来，无线通信传输环境日益复杂，通信体制也不断更新，为实现对无线通信设备性能的正确评价，一般通过模拟信道传输环境实现。目前，市场上的信道模拟器产品，可以通过模拟、控制和改变信道参数，实现对无线通信设备的性能测试。

然而，对于需要相同测试条件和信道条件(比如信道模型参数)的重复实验，现有的仿真配置方法只能重复仿真配置，无法复现相同的测试条件和信道条件，从而导致对无线通信设备性能的测试效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种信道模拟的仿真配置方法及系统，以实现当需要进行相同测试条件和信道条件的重复实验时，可以复现相同的测试条件和信道条件，从而省去重复仿真配置过程，提高对无线通信设备性能的测试效率。

一种信道模拟的仿真配置方法，包括：

当确定存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，加载并运行与所述当前待模拟信道环境相对应的已存储仿真文件，将所述已存储仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；

当确定没有存储有与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，判断是否存储有与所述当前待模拟信道环境相对应的信道模型文件；

若存储有所述信道模型文件，则利用所述信道模型文件创建与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将所述新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；

若没有存储有所述信道模型文件，则基于所述当前待模拟信道环境创建所述信道模型文件；

利用所述信道模型文件创建与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将所述新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟。

一种信道模拟的仿真配置系统，包括：

第一判断单元，用于判断是否存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件；

第一加载运行单元，用于在所述第一判断单元判断为是的情况下，加载并运行与所述当前待模拟信道环境相对应的已存储仿真文件，将所述已存储仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；

第二判断单元，用于在所述第一判断单元判断为否的情况下，判断是否存储有与所述当前待模拟信道环境相对应的信道模型文件；

第二加载运行单元，用于在所述第二判断单元判断为是的情况下，利用所述信道模型文件创建与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将所述新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；

创建单元，用于在所述第二判断单元判断为否的情况下，基于所述当前待模拟信道环境创建所述信道模型文件；

第三加载运行单元，用于利用所述信道模型文件创建与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将所述新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟。

从上述的技术方案可知，本发明公开了一种信道模拟的仿真配置方法及系统，当确定存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，加载并运行已存储仿真文件，将已存储仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；当没有存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，利用已存储的信道模型文件或是新创建的信道模型文件，创建与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟。由此可以看出，本发明是通过加载仿真文件进行信道模拟仿真，而仿真文件是可以回放和重复使用的，因此，当需要进行相同测试条件和信道条件的重复实验时，本发明可以复现相同的测试条件和信道条件，从而省去了重复仿真配置过程，提高了对无线通信设备性能的测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种信道模拟的仿真配置方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种创建模型文件的方法流程图；

图3为本发明实施例公开的另一种创建模型文件的方法流程图；

图4为本发明实施例公开的一种创建与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件的方法流程图；

图5为本发明实施例公开的一种加载仿真文件前进行参数配置的方法流程图；

图6为本发明实施例公开的一种信道模拟的仿真配置系统的结构示意图；

图7为本发明实施例公开的一种创建单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种信道模拟的仿真配置方法及系统，以实现当需要进行相同测试条件和信道条件的重复实验时，可以复现相同的测试条件和信道条件，从而省去重复仿真配置过程，提高对无线通信设备性能的测试效率。

本发明公开的信道模拟的仿真配置方法是通过加载仿真文件的方式进行信道模拟仿真，这就需要首先建立信道模型文件和仿真文件，然后在仿真文件中配置信道模型参数和收发设备信息等。

参见图1，本发明一实施例公开的一种信道模拟的仿真配置方法，该方法包括以下步骤：

步骤S101、判断是否存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，如果否，则执行步骤S102，否则，执行步骤S105；

需要说明的是，本实施例中与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，即是用于在对当前待模拟信道环境进行信道模拟仿真时所需运行的仿真文件。

步骤S102、判断是否存储有与当前待模拟信道环境相对应的信道模型文件，如果否，则执行步骤S103，如果是，则执行步骤S104；

需要说明的是，利用与当前待模拟信道环境相对应的信道模型文件，可创建得到与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件。

步骤S103、基于当前待模拟信道环境创建相对应的信道模型文件，并继续执行步骤S104；

步骤S104、调用信道模型文件，利用调用的信道模型文件创建与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件；

其中，本步骤中在创建仿真文件时所使用的信道模型文件包括：已存储的与当前待模拟信道环境相对应的信道模型文件，以及步骤S103中新创建的与当前待模拟信道环境相对应的信道模型文件。

步骤S105、加载与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件；

可以理解，在运行仿真文件进行信道模拟仿真时，首先需要加载仿真文件。在实际应用中，用户可以通过加载仿真界面对仿真文件中的部分参数项进行编辑、修改和保存。加载仿真文件包括：仿真界面设置信息、输入信号设置信息、信道设置信息、输出信号设置信息和噪声干扰类型设置信息等。

需要说明的是，本步骤中所加载的仿真文件包括：与当前待模拟信道环境相对应的已存储仿真文件和利用信道模型文件创建的与当前待模拟信道环境相对应的新创建仿真文件。

步骤S106、运行仿真文件，将仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟。

在实际应用中，通过运行仿真文件可实现对大尺度衰落和小尺度衰落的信道模拟。

需要说明的是，本实施例中信道模型文件和仿真文件均是可以回放和重复使用的。

综上可知，本发明公开了一种信道模拟的仿真配置方法，当确定存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，加载并运行已存储仿真文件，将已存储仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；当没有存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，利用已存储的信道模型文件或是新创建的信道模型文件，创建与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟。由此可以看出，本发明是通过加载仿真文件进行信道模拟仿真，而仿真文件是可以回放和重复使用的，因此，当需要进行相同测试条件和信道条件的重复实验时，本发明可以复现相同的测试条件和信道条件，从而省去了重复仿真配置过程，提高了对无线通信设备性能的测试效率。

另外，对于在外场无法实际构建的测试环境，可利用本发明公开的信道模拟的仿真配置方法，在实验室构建测试环境来检验通信收发设备的数据传输能力。

经过研究后发现，目前的信道模拟仿真配置方法多数局限于特定通信传输场景，且采用的是简化的直射径+反射径的二径模型，因此，适用场景有限且仿真配置方法不具有普适性，不能广泛应用于多种通信传输环境的信道模拟和仿真验证。比如，在对航空信道场景进行信道模拟仿真配置时，建立的模型为航空信道模型，通过配置直射径+反射径的具体参数，来建立直射径+反射径的二径模型，该种方式建立的模型只适用于航空信道场景，对于还可能有绕射径、散射径等传播路径存在的陆地或星地等其它场景并不适用。

为解决这一问题，本发明在上述实施例的基础上，公开了一种创建模型文件的方法。

参见图2，本发明另一实施例公开的一种创建模型文件的方法流程图，该方法包括步骤：

步骤S201、基于仿真需求和当前待模拟信道环境判断创建的信道模型文件为大尺度衰落模型文件或小尺度衰落模型文件；

需要说明的是，信道模型分为大尺度衰落模型和小尺度衰落模型。

当信号从发射端经过无线信道到达接收端，功率会发生衰减，主要表现为：平均路径损耗、大尺度衰落和小尺度衰落。

其中，大尺度衰落：主要是由于建筑物、高山等的阻挡造成的，因此，也叫做阴影衰落。

小尺度衰落：接收端收到的信号通常是由发射信号经过多径传输后的矢量合成，多径的随机性使信号的相位也具有随机性，因此接收端信号经过矢量合成后有可能发生严重的衰落，这种衰落往往只要求无线信号经过短时间或短距离传输，通常称该衰落为小尺度衰落。

本发明基于大尺度衰落和小尺度衰落的特点，创建了相对应的信道模型文件。

其中，大尺度衰落模型文件包括：路径损耗模型文件和阴影衰落模型文件；

小尺度衰落是多径衰落，根据收发天线个数不同，传输模式分为SISO(singleinput single output，单输入单输出系统)和MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出系统)，其中，MIMO具体包括：单发多收、多发单收和多发多收。

相对应的，小尺度衰落模型文件包括：SISO模型文件和MIMO模型文件。

本步骤中，需要根据当前待模拟信道环境的特征，确定需要创建的信道模型，因此，基于当前待模拟信道环境可以确定信道模型文件为大尺度衰落模型文件还是小尺度衰落模型文件。

步骤S202、当信道模型文件为大尺度衰落模型文件时，计算路径损耗模型文件；

具体的，当信道模型文件为大尺度衰落模型文件中的路径损耗模型文件时，可采用现有计算方法计算得到路径损耗模型文件。

步骤S203、设置阴影衰落模型文件的文件名称、基本信息描述以及文件的存储路径；

本步骤中，阴影衰落模型文件的文件名称没有特别的命名原则，但是阴影衰落模型文件文件后缀名需要按照约定的信道模型类别缩写。比如，约定阴影衰落模型文件以.shd为后缀，那么，在创建仿真文件时，选择阴影衰落模型文件就默认从.shd后缀的文件中选择。

针对特殊信道模型的建模，都有专属的配置过程、参数以及模型文件格式，因此，针对不同信道模型需设置不同后缀名来区分。比如，建立戈壁滩信道模型，可以设定.gob为其后缀名，在仿真文件中调用模型文件时会根据后缀名区分各模型文件属于哪类模型，然后按照戈壁滩信道模型的文件格式读取相应的参数。

基本信息描述，主要用于描述模型文件的信道场景和参数特征等，用于给使用者大致的介绍，在实际应用中属于非必要参数可不填。

存储路径，指的是根据信道模型类别进行存储，比如.shd后缀的阴影衰落模型文件，其存储路径为阴影衰落模型文件夹。

步骤S204、根据仿真需求确定阴影衰落模型文件的类型；

其中，阴影衰落模型文件的类型包括：对数正态、正弦波、锯齿波、三角波和自定义。

步骤S205、设置与阴影衰落模型文件的类型相对应的模型参数；

具体的，在阴影衰落模型的参数配置界面上，针对不同类型的阴影衰落模型配置相应的模型参数。

对数正态对应的模型参数包括：分辨率、均值、标准差、相关长度和多普勒谱类型参数等；

正弦波对应的模型参数包括：分辨率、周期、平均衰减、振幅和初始相位等；

锯齿波对应的模型参数包括：分辨率、周期、起始衰减和终止衰减等；

三角波对应的模型参数包括：分辨率、周期、起始衰减和中点衰减等；

自定义对应的模型参数包括：分辨率、时刻和衰减值列表等。

步骤S206、当模型参数设置完成后，将模型参数保存在预先建立的第一文件夹的模型文件中，以供仿真文件调用。

需要说明的是，步骤S202～步骤S206为创建大尺度衰落模型文件的过程。

为进一步优化图2所示实施例，下面对创建小尺度衰落模型文件的过程进行叙述。

参见图3，本发明另一实施例公开的一种创建模型文件的方法流程图，该方法包括步骤：

步骤S301、基于当前待模拟信道环境判断创建的信道模型文件为大尺度衰落模型文件或小尺度衰落模型文件；

步骤S302、当信道模型文件为小尺度衰落模型文件时，设置小尺度衰落模型文件的文件名称、基本信息描述以及文件的存储路径；

其中，设置小尺度衰落模型文件的文件名称、基本信息描述以及文件的存储路径与上述设置大尺度衰落模型文件的文件名称、基本信息描述以及文件的存储路径的原理相同，此处不再赘述。

步骤S303、根据用户需求确定小尺度衰落模型文件的类型为SISO模型文件或MIMO模型文件；

具体的，根据收发天线个数不同确定小尺度衰落模型文件的类型为SISO模型文件还是MIMO模型文件，当小尺度衰落模型文件表征单发单收时，小尺度衰落模型文件的类型为SISO模型文件；当小尺度衰落模型文件表征单发多收、多发单收或多发多收时，小尺度衰落模型文件的类型为MIMO模型文件。

步骤S304、基于确定的小尺度衰落模型文件的类型，设置相对应的基本参数和仿真参数；

在SISO模型文件和MIMO模型文件的配置界面上，可设置相对应的基本参数和仿真参数。

基本参数包括：载波频率(或波长)、移动速率(或最大多普勒频移)和随机数种子；

仿真参数包括：预估仿真时长(或脉冲响应个数、波长个数)和是否连续模型等。

步骤S305、基于当前待模拟信道环境配置所确定的SISO模型文件或MIMO模型文件的多径数，并设置每条径的属性；

具体的，通过增加或删除配置多径数，然后设置每条径的属性，包括：多径延时、多普勒扩展、相移、振幅和衰落类型等。

对于MIMO模型文件，考虑引入信道间的互相关特性，算法上可采用基于相关矩阵方式引入信道间互干扰的影响，因此，相较于SISO模型文件，MIMO模型文件还要增加信道相关性矩阵的配置项。

步骤S306、判断确定的小尺度衰落模型文件的类型是否为SISO模型文件，如果否，则执行步骤S307，否则，执行步骤S308；

步骤S307、配置MIMO模型文件的信道相关性矩阵；

步骤S308、判断模型文件的属性是否配置完成，如果否，返回步骤S305，否则，执行步骤S309；

其中，本步骤中的模型文件为SISO模型文件或MIMO模型文件。

步骤S309、将配置完成的模型文件保存至预先建立的文件夹中。

具体的，当小尺度衰落模型文件的类型为SISO模型文件时，则在SISO模型文件的属性配置完成后，将配置完成的SISO模型文件保存至预先建立的第二文件夹中；

当小尺度衰落模型文件的类型为MIMO模型文件时，则在MIMO模型文件的属性配置完成后，将配置完成的MIMO模型文件保存至预先建立的第三文件夹中。

在实际应用中，第二文件夹和第三文件夹可以是同一文件夹，或是两个不同的文件夹，具体依据实际需要而定，本发明在此不做限定。

综上可知，相比现有方案采用简化的直射径+反射径的二径模型而言，本发明通过配置多径数和多径属性的主要参数，可以将直射径、反射径、绕射径和散射径等主要传播方式考虑进去，同时考虑了路径损耗和阴影衰落等大尺度衰落的配置，从而使得信道模拟仿真配置方法不再局限于特定通信传输场景，满足了信道模型的普适性要求。

进一步，基于上述论述可知，本发明适用于大多数通信传输场景；信道模型配置可覆盖无线信号传播中的路径损耗、阴影衰落、小尺度衰落等典型信道特征；信道建模和参数配置，以模型文件形式存储，便于多次复现相同的测试条件和信道条件；以仿真文件形式配置运行仿真，支持实时闭环控制，实时衰落引擎可精确动态生成衰落系数，实现闭环实时信道特征模拟。

另外，需要说明的是，本发明还可通过远程控制接口，外控软件远程配置仿真文件，以适应于高动态、远距离的动态信道建模场景。

为进一步优化上述实施例，参见图4，本发明一实施例公开的一种创建与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件的方法流程图，该方法包括步骤：

步骤S401、设置仿真文件名称、基本信息描述以及待创建的仿真文件的存储路径；

具体的，仿真文件名称以反映文件主要特征和名称容易记住为主，文件名的后缀名同一，可以是.sim。比如，3GPP_LTE_EPA_5Hz.sim为仿真3GPP定义的LTE EPA信道模型，步行场景5Hz多普勒频偏的信道模型。

基本信息描述主要是指该仿真文件需要仿真的基本信息，如收发设备参数，仿真的信道场景等。

存储路径可以是.sim仿真文件集中放置的文件夹，也可用户设定子文件夹名用于放置同一仿真场景的多个仿真文件。

步骤S402、选择链路模式，并根据所选择的链路模型配置射频端口；

具体的，本实施例中支持三种链路模式，分别为：单链路(SISO、MIMO)、多链路(单通道多用户、多通道组用户和用户自定义)和移动自组网Manet/Mesh。

根据链路模式配置射频端口，具体可根据双工方式和链路类型，配置射频端口，其中，FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)与TDD(Time Division Duplex，时分双工)需区别配置。

步骤S403、配置信道参数；

具体的，配置信道参数包括：配置基本参数，如带宽；设备配置参数：如双工、Linktype和天线数。

步骤S404、从信道模型库或自定义模型文件夹中调用与当前待模拟信道环境相对应的信道模型；

步骤S405、配置仿真用的测试环境变量；

具体的，定义和配置仿真用的测试环境变量，包括：最大射频发射功率、信号峰值因子、输入损耗(输入线损和其他系统部件损耗)、收发距离、输出功率水平、输出损耗(输出线损和外接衰减器)和接收功率水平等。

步骤S406、当验证射频输入输出端的连接关系正确时，创建完成与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件。

具体的，验证射频输入输出端的连接关系是否正确，可通过射频端口连接图的形式显示，同时辅助与状态灯的多色变化显示当前仿真状态。

需要说明的是，在仿真文件创建完成后，可将创建完成的仿真文件保存至指定文件夹中，可在仿真文件夹中选择选择配置后运行。

综上可知，本发明是通过加载仿真文件进行信道模拟仿真，而仿真文件是可以回放和重复使用的，因此，当需要进行相同测试条件和信道条件的重复实验时，本发明可以复现相同的测试条件和信道条件，从而省去了重复仿真配置过程，提高了对无线通信设备性能的测试效率。

为进一步优化上述实施例，参见图5，本发明另一实施例公开的一种加载仿真文件前进行参数配置的方法流程图，其中，本实施例中的仿真文件包括预存储仿真文件和新创建仿真文件。该方法包括步骤：

步骤S501、设置仿真界面；

具体的，设置仿真界面包括：显示加载仿真文件的双工方式、链路类型等信息；用户还可设置仿真的带宽、输入功率水平、峰值因子和输出功率水平等参数。

步骤S502、设置输入信号的相关信息；

具体的，设置输入信号的功率水平、峰值因子和输入损耗等。

步骤S503、设置信道；

具体的，设置路径损耗、阴影衰落模型、信道模型、中心频率和移动速度等。

步骤S504、设置输出信号的相关信息；

具体的，设置输出信号的功率水平、功率增益、输出损耗和干扰设置等。

步骤S505、设置噪声干扰类型。

具体的，设置噪声干扰类型支持AWGN(Additive White Gaussian Noise，加性高斯白噪声)和CW正弦波两种类型。

AWGN类型，支持恒定SNR(SIGNAL-NOISE RATIO，信噪比)、恒定噪声功率谱密度、恒定SNR固定噪声功率三种模式。根据不同模式，可设置噪声带宽、噪声功率谱密度、噪声功率、信噪比或Eb/N0、数据速率和随机数初始种子等参数。

CW正弦波类型，支持恒定干扰功率、恒定C/I比例等两种模式。根据不同模式，可设置频率、幅度和C/I信噪比等参数。

与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种信道模拟的仿真配置系统。

参见图6，本发明一实施例公开的一种信道模拟的仿真配置系统的结构示意图，该系统包括：

第一判断单元601，用于判断是否存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件；

第一加载运行单元602，用于在第一判断单元601判断为是的情况下，加载并运行与当前待模拟信道环境相对应的已存储仿真文件，将已存储仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；

需要说明的是，本实施例中与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，即是用于在对当前待模拟信道环境进行信道模拟仿真时所需运行的仿真文件。

第二判断单元603，用于在第一判断单元601判断为否的情况下，判断是否存储有与当前待模拟信道环境相对应的信道模型文件；

需要说明的是，利用与当前待模拟信道环境相对应的信道模型文件，可创建得到与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件。

第二加载运行单元604，用于在第二判断单元603判断为是的情况下，利用信道模型文件创建与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；

创建单元605，用于在第二判断单元603判断为否的情况下，基于当前待模拟信道环境创建信道模型文件；

第三加载运行单元606，用于利用信道模型文件创建与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟。

可以理解，在运行仿真文件进行信道模拟仿真时，首先需要加载仿真文件。在实际应用中，用户可对加载仿真界面的部分参数项进行编辑、修改和保存。加载仿真文件包括：仿真界面设置、输入信号设置、信道设置、输出信号设置和噪声干扰类型设置等。

在实际应用中，通过运行仿真文件可实现对大尺度衰落和小尺度衰落的信道模拟。

需要说明的是，本实施例中信道模型文件和仿真文件均是可以回放和重复使用的。

综上可知，本发明公开了一种信道模拟的仿真配置系统，当确定存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，加载并运行已存储仿真文件，将已存储仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；当没有存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，利用已存储的信道模型文件或是新创建的信道模型文件，创建与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟。由此可以看出，本发明是通过加载仿真文件进行信道模拟仿真，而仿真文件是可以回放和重复使用的，因此，当需要进行相同测试条件和信道条件的重复实验时，本发明可以复现相同的测试条件和信道条件，从而省去了重复仿真配置过程，提高了对无线通信设备性能的测试效率。

另外，对于在外场无法实际构建的测试环境，可利用本发明公开的信道模拟的仿真配置方法，在实验室构建测试环境来检验通信收发设备的数据传输能力。

本申请的发明人经过研究后发现，目前的信道模拟仿真配置方法多数局限于特定通信传输场景，且采用的是简化的直射径+反射径的二径模型，因此，适用场景有限且仿真配置方法不具有普适性，不能广泛应用于多种通信传输环境的信道模拟和仿真验证。比如，在对航空信道场景进行信道模拟仿真配置时，建立的模型为航空信道模型，通过配置直射径+反射径的具体参数，来建立直射径+反射径的二径模型，该种方式建立的模型只适用于航空信道场景，对于还可能有绕射径、散射径等传播路径存在的陆地或星地等其它场景并不适用。

为解决这一问题，本发明在上述实施例的基础上，参见图7，本发明一实施例公开的一种创建单元的结构示意图，该创建单元包括：

第一判断子单元701，用于基于仿真需求和当前待模拟信道环境判断创建的信道模型文件为大尺度衰落模型文件或小尺度衰落模型文件；

需要说明的是，信道模型分为大尺度衰落模型和小尺度衰落模型。

当信号从发射端经过无线信道到达接收端，功率会发生衰减，主要表现为：平均路径损耗、大尺度衰落和小尺度衰落。

其中，大尺度衰落：主要是由于建筑物和高山等的阻挡造成的，因此，也叫做阴影衰落。

小尺度衰落：接收端收到的信号通常是由发射信号经过多径传输后的矢量合成，多径的随机性使信号的相位也具有随机性，因此接收端信号经过矢量合成后有可能发生严重的衰落，这种衰落往往只要求无线信号经过短时间或短距离传输，通常称该衰落为小尺度衰落。

本发明基于大尺度衰落和小尺度衰落的特点，创建了相对应的信道模型文件。

其中，大尺度衰落模型文件包括：路径损耗模型文件和阴影衰落模型文件；

小尺度衰落是多径衰落，根据收发天线个数不同，传输模式分为SISO(singleinput single output，单输入单输出系统)和MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出系统)，其中，MIMO具体包括：单发多收、多发单收和多发多收。

相对应的，小尺度衰落模型文件包括：SISO模型文件和MIMO模型文件。

本实施例中，需要根据当前待模拟信道环境的特征，确定需要创建的信道模型，因此，基于当前待模拟信道环境可以确定信道模型文件为大尺度衰落模型文件还是小尺度衰落模型文件。

计算子单元702，用于当信道模型文件为大尺度衰落模型文件时，计算路径损耗模型文件；

具体的，当信道模型文件为大尺度衰落模型文件中的路径损耗模型文件时，可参见现有计算方法计算得到路径损耗模型文件。

第一设置子单元703，用于设置阴影衰落模型文件的文件名称、基本信息描述以及文件的存储路径；

本实施例中，阴影衰落模型文件的文件名称没有特别的命名原则，但是阴影衰落模型文件文件后缀名需要按照约定的信道模型类别缩写。比如，约定阴影衰落模型文件以.shd为后缀，那么，在创建仿真文件时，选择阴影衰落模型文件就默认从.shd后缀的文件中选择。

针对特殊信道模型的建模，都有专属的配置过程和参数、以及模型文件格式，因此，针对不同信道模型需设置不同后缀名来区分。比如，建立戈壁滩信道模型，可以设定.gob为其后缀名，在仿真文件中调用模型文件时会根据后缀名区分各模型文件属于哪类模型，然后按照戈壁滩信道模型的文件格式读取相应的参数。

基本信息描述，主要用于描述模型文件的信道场景和参数特征等，用于给使用者大致的介绍，在实际应用中属于非必要参数可不填。

存储路径，指的是根据信道模型类别进行存储，比如.shd后缀的阴影衰落模型文件，其存储路径为阴影衰落模型文件夹。

确定子单元704，用于根据用户需求确定阴影衰落模型文件的类型，阴影衰落模型文件的类型包括：对数正态、正弦波、锯齿波、三角波和自定义；

第二设置子单元705，用于设置与阴影衰落模型文件的类型相对应的模型参数；

具体的，在阴影衰落模型的参数配置界面上，针对不同类型的阴影衰落模型配置相应的模型参数。

对数正态对应的模型参数包括：分辨率、均值、标准差、相关长度和多普勒谱类型参数等；

正弦波对应的模型参数包括：分辨率、周期、平均衰减、振幅和初始相位等；

锯齿波对应的模型参数包括：分辨率、周期、起始衰减和终止衰减等；

三角波对应的模型参数包括：分辨率、周期、起始衰减和中点衰减等；

自定义对应的模型参数包括：分辨率、时刻和衰减值列表等。

第一保存子单元706，用于当模型参数设置完成后，将所述模型参数保存在预先建立的第一文件夹的模型文件中，以供所述仿真文件调用。

需要说明的是，计算子单元702-第一保存子单元706执行的过程为创建大尺度衰落模型文件的过程。

为进一步优化图7所示实施例，下面对创建小尺度衰落模型文件的过程进行叙述。

创建单元还包括：

第三设置子单元707，用于当信道模型文件为小尺度衰落模型文件时，设置小尺度衰落模型文件的文件名称、基本信息描述以及文件的存储路径；

其中，设置小尺度衰落模型文件的文件名称、基本信息描述以及文件的存储路径与上述设置大尺度衰落模型文件的文件名称、基本信息描述以及文件的存储路径的原理相同，此处不再赘述。

第二判断子单元708，用于根据用户需求确定小尺度衰落模型文件的类型为SISO模型文件或MIMO模型文件；

具体的，根据收发天线个数不同确定小尺度衰落模型文件的类型为SISO模型文件还是MIMO模型文件，当小尺度衰落模型文件表征单发单收时，小尺度衰落模型文件的类型为SISO模型文件；当小尺度衰落模型文件表征单发多收、多发单收或多发多收时，小尺度衰落模型文件的类型为MIMO模型文件。

第四设置子单元709，用于基于确定的小尺度衰落模型文件的类型，设置相对应的基本参数和仿真参数；

基本参数包括：载波频率(或波长)、移动速率(或最大多普勒频移)和随机数种子；

仿真参数包括：预估仿真时长(或脉冲响应个数、波长个数)和是否连续模型等。

第五设置子单元710，用于基于当前待模拟信道环境配置所确定的SISO模型文件或MIMO模型文件的多径数，并设置每条径的属性；

具体的，通过增加或删除配置多径数，然后设置每条径的属性，包括：多径延时、多普勒扩展、相移、振幅和衰落类型等。

对于MIMO模型文件，考虑引入信道间的互相关特性，算法上可采用基于相关矩阵方式引入信道间互干扰的影响，因此，相较于SISO模型文件，MIMO模型文件还要增加信道相关性矩阵的配置项。

第三判断子单元711，用于判断确定的小尺度衰落模型文件的类型是否为SISO模型文件；

第二保存子单元712，用于在第三判断子单元711判断为是的情况下，在SISO模型文件的属性配置完成后，将配置完成的SISO模型文件保存至预先建立的第二文件夹中；

第三保存子单元713，用于在第三判断子单元711判断为否的情况下，配置MIMO模型文件的信道相关性矩阵，并在MIMO模型文件的属性配置完成后，将配置完成的MIMO模型文件保存至预先建立的第三文件夹中。

需要说明的是，在实际应用中，第二文件夹和第三文件夹可以是同一文件夹，或是两个不同的文件夹，具体依据实际需要而定，本发明在此不做限定。

综上可知，相比现有方案采用简化的直射径+反射径的二径模型而言，本发明通过配置多径数和多径属性的主要参数，可以将直射径、反射径、绕射径、散射径等主要传播方式考虑进去，同时考虑了路径损耗和阴影衰落等大尺度衰落的配置，从而使得信道模拟仿真配置方法不再局限于特定通信传输场景，满足了信道模型的普适性要求。

进一步，基于上述论述可知，本发明适用于大多数通信传输场景；信道模型配置可覆盖无线信号传播中的路径损耗、阴影衰落和小尺度衰落等典型信道特征；信道建模和参数配置，以模型文件形式存储，便于多次复现相同的测试条件和信道条件；以仿真文件形式配置运行仿真，支持实时闭环控制，实时衰落引擎可精确动态生成衰落系数，实现闭环实时信道特征模拟。

另外，需要说明的是，本发明还可通过远程控制接口，外控软件远程配置仿真文件，以适应于高动态、远距离的动态信道建模场景。

需要说明的是，上述实施例中，第二加载运行单元603和第三加载运行单元605创建与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件的过程，具体包括：

1、设置仿真文件名称、基本信息描述以及待创建的仿真文件的存储路径；

具体的，仿真文件名称以反映文件主要特征和名称容易记住为主，文件名的后缀名同一，可以是.sim。比如，3GPP_LTE_EPA_5Hz.sim为仿真3GPP定义的LTE EPA信道模型，步行场景5Hz多普勒频偏的信道模型。

基本信息描述主要是指该仿真文件需要仿真的基本信息，如收发设备参数，仿真的信道场景等，用于给使用者大致的介绍，非必要参数可不填。

存储路径可以是.sim仿真文件集中放置的文件夹，也可用户设定子文件夹名用于放置同一仿真场景的多个仿真文件。

2、选择链路模式，并根据所选择的链路模型配置射频端口；

具体的，本实施例中支持三种链路模式，分别为：单链路(SISO、MIMO)、多链路(单通道多用户、多通道组用户和用户自定义)和移动自组网Manet/Mesh。

根据链路模式配置射频端口，具体可根据双工方式和链路类型，配置射频端口，其中，FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)与TDD(Time Division Duplex，时分双工)需区别配置。

3、配置信道参数；

具体的，配置信道参数包括：配置基本参数，如带宽；设备配置参数：如双工、Linktype和天线数。

4、从信道模型库或自定义模型文件夹中调用与当前待模拟信道环境相对应的信道模型；

5、配置仿真用的测试环境变量；

具体的，定义和配置仿真用的测试环境变量，包括：最大射频发射功率、信号峰值因子、输入损耗(输入线损和其他系统部件损耗)、收发距离、输出功率水平、输出损耗(输出线损和外接衰减器)和接收功率水平等。

6、验证射频输入输出端的连接关系是否正确，并在确定射频输入输出端的连接关系正确时，创建完成与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件。

具体的，验证射频输入输出端的连接关系是否正确，可通过射频端口连接图的形式显示，同时辅助与状态灯的多色变化显示当前仿真状态。

需要说明的是，在仿真文件创建完成后，可将创建完成的仿真文件保存至指定文件夹中，可在仿真文件夹中选择选择配置后运行。

综上可知，本发明是通过加载仿真文件进行信道模拟仿真，而仿真文件是可以回放和重复使用的，因此，当需要进行相同测试条件和信道条件的重复实验时，本发明可以复现相同的测试条件和信道条件，从而省去了重复仿真配置过程，提高了对无线通信设备性能的测试效率。

需要说明的是，上述实施例中，第一加载运行单元601加载预存储仿真文件进行参数配置的过程，以及第二加载运行单元603和第三加载运行单元605加载新创建仿真文件前进行参数配置的过程，具体包括：

1、设置仿真界面；

具体的，设置仿真界面包括：显示加载仿真文件的双工方式、链路类型等信息；用户还可设置仿真的带宽、输入功率水平、峰值因子和输出功率水平等参数。

2、设置输入信号的相关信息；

具体的，设置输入信号的功率水平、峰值因子和输入损耗等。

3、设置信道；

具体的，设置路径损耗、阴影衰落模型、信道模型、中心频率和移动速度等。

4、设置输出信号的相关信息；

具体的，设置输出信号的功率水平、功率增益、输出损耗和干扰设置等。

5、设置噪声干扰类型。

具体的，设置噪声干扰类型支持AWGN(Additive White Gaussian Noise，加性高斯白噪声)和CW正弦波两种类型。

AWGN类型，支持恒定SNR(SIGNAL-NOISE RATIO，信噪比)、恒定噪声功率谱密度、恒定SNR固定噪声功率三种模式。根据不同模式，可设置噪声带宽、噪声功率谱密度、噪声功率、信噪比或Eb/N0、数据速率和随机数初始种子等参数。

CW正弦波类型，支持恒定干扰功率和恒定C/I比例等两种模式。根据不同模式，可设置频率、幅度和C/I信噪比等参数。

需要说明的是，系统实施例中各组成部分的具体工作原理，请参见方法实施例对应部分，此处不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种信道模拟的仿真配置方法，其特征在于，包括：

当确定存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，加载并运行与所述当前待模拟信道环境相对应的已存储仿真文件，将所述已存储仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；

当确定没有存储有与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件时，判断是否存储有与所述当前待模拟信道环境相对应的信道模型文件；

若存储有所述信道模型文件，则利用所述信道模型文件创建与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将所述新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；

若没有存储有所述信道模型文件，则基于所述当前待模拟信道环境创建所述信道模型文件；

利用所述信道模型文件创建与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将所述新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟。

2.根据权利要求1所述的仿真配置方法，其特征在于，创建所述信道模型文件的过程包括：

基于仿真需求和所述当前待模拟信道环境判断创建的所述信道模型文件为大尺度衰落模型文件或小尺度衰落模型文件；

其中，所述大尺度衰落模型文件包括：路径损耗模型文件和阴影衰落模型文件，所述小尺度衰落模型文件包括：单输入单输出系统SISO模型文件和多输入多输出MIMO模型文件。

3.根据权利要求2所述的仿真配置方法，其特征在于，当所述信道模型文件为所述大尺度衰落模型文件时，计算所述路径损耗模型文件；

设置所述阴影衰落模型文件的文件名称、基本信息描述以及文件的存储路径；

根据仿真需求确定所述阴影衰落模型文件的类型，所述阴影衰落模型文件的类型包括：对数正态、正弦波、锯齿波、三角波和自定义；并设置与所述阴影衰落模型文件的类型相对应的模型参数；

当所述模型参数设置完成后，将所述模型参数保存在预先建立的第一文件夹的模型文件中，以供所述仿真文件调用。

4.根据权利要求3所述的仿真配置方法，其特征在于，当所述信道模型文件为所述小尺度衰落模型文件时，设置所述小尺度衰落模型文件的所述文件名称、所述基本信息描述以及所述文件的存储路径；

根据用户需求确定所述小尺度衰落模型文件的类型为所述SISO模型文件或所述MIMO模型文件；

基于确定的所述小尺度衰落模型文件的类型，设置相对应的基本参数和仿真参数；

基于所述当前待模拟信道环境配置所确定的SISO模型文件或MIMO模型文件的多径数，并设置每条径的属性；

判断确定的所述小尺度衰落模型文件的类型是否为所述SISO模型文件；

如果是所述SISO模型文件，则在所述SISO模型文件的属性配置完成后，将配置完成的所述SISO模型文件保存至预先建立的第二文件夹中；

如果是所述MIMO模型文件，则配置所述MIMO模型文件的信道相关性矩阵，并在所述MIMO模型文件的属性配置完成后，将配置完成的所述MIMO模型文件保存至预先建立的第三文件夹中。

5.根据权利要求1所述的仿真配置方法，其特征在于，创建与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件的过程包括：

设置仿真文件名称、基本信息描述以及待创建的仿真文件的存储路径；

选择链路模式，并根据所选择的链路模型配置射频端口；

配置信道参数，所述信道参数包括：配置基本参数和设备配置参数；

从信道模型库或自定义模型文件夹中调用与所述当前待模拟信道环境相对应的信道模型；

配置仿真用的测试环境变量；

验证射频输入输出端的连接关系是否正确，并在确定所述射频输入输出端的连接关系正确时，创建完成与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件。

6.根据权利要求1所述的仿真配置方法，其特征在于，加载所述预存储仿真文件或所述新创建仿真文件前进行参数配置的过程包括：

设置仿真界面、输入信号的相关信息、信道、输出信号的相关信息和噪声干扰类型。

7.一种信道模拟的仿真配置系统，其特征在于，包括：

第一判断单元，用于判断是否存储有与当前待模拟信道环境相对应的仿真文件；

第一加载运行单元，用于在所述第一判断单元判断为是的情况下，加载并运行与所述当前待模拟信道环境相对应的已存储仿真文件，将所述已存储仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；

第二判断单元，用于在所述第一判断单元判断为否的情况下，判断是否存储有与所述当前待模拟信道环境相对应的信道模型文件；

第二加载运行单元，用于在所述第二判断单元判断为是的情况下，利用所述信道模型文件创建与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将所述新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟；

创建单元，用于在所述第二判断单元判断为否的情况下，基于所述当前待模拟信道环境创建所述信道模型文件；

第三加载运行单元，用于利用所述信道模型文件创建与所述当前待模拟信道环境相对应的仿真文件，加载并运行新创建仿真文件，将所述新创建仿真文件中的仿真参数分别配置到射频板和基带板，实现信道模拟。

8.根据权利要求7所述的仿真配置系统，其特征在于，所述创建单元包括：

第一判断子单元，用于基于仿真需求和所述当前待模拟信道环境判断创建的所述信道模型文件为大尺度衰落模型文件或小尺度衰落模型文件；

其中，所述大尺度衰落模型文件包括：路径损耗模型文件和阴影衰落模型文件，所述小尺度衰落模型文件包括：单输入单输出系统SISO模型文件和多输入多输出MIMO模型文件。

9.根据权利要求8所述的仿真配置系统，其特征在于，所述创建单元还包括：

计算子单元，用于当所述信道模型文件为所述大尺度衰落模型文件时，计算所述路径损耗模型文件；

第一设置子单元，用于设置所述阴影衰落模型文件的文件名称、基本信息描述以及文件的存储路径；

确定子单元，用于根据用户需求确定所述阴影衰落模型文件的类型，所述阴影衰落模型文件的类型包括：对数正态、正弦波、锯齿波、三角波和自定义；

第二设置子单元，用于设置与所述阴影衰落模型文件的类型相对应的模型参数；

第一保存子单元，用于当所述模型参数设置完成后，将所述模型参数保存在预先建立的第一文件夹的模型文件中，以供所述仿真文件调用。

10.根据权利要求9所述的仿真配置系统，其特征在于，所述创建单元还包括：

第三设置子单元，用于当所述信道模型文件为所述小尺度衰落模型文件时，设置所述小尺度衰落模型文件的所述文件名称、所述基本信息描述以及所述文件的存储路径；

第二判断子单元，用于根据用户需求确定所述小尺度衰落模型文件的类型为所述SISO模型文件或所述MIMO模型文件；

第四设置子单元，用于基于确定的所述小尺度衰落模型文件的类型，设置相对应的基本参数和仿真参数；

第五设置子单元，用于基于所述当前待模拟信道环境配置所确定的SISO模型文件或MIMO模型文件的多径数，并设置每条径的属性；

第三判断子单元，用于判断确定的所述小尺度衰落模型文件的类型是否为所述SISO模型文件；

第二保存子单元，用于在所述第三判断子单元判断为是的情况下，在所述SISO模型文件的属性配置完成后，将配置完成的所述SISO模型文件保存至预先建立的第二文件夹中；

第三保存子单元，用于在所述第三判断子单元判断为否的情况下，配置所述MIMO模型文件的信道相关性矩阵，并在所述MIMO模型文件的属性配置完成后，将配置完成的所述MIMO模型文件保存至预先建立的第三文件夹中。